Открытые системы теплоснабжения

Внутренние и наружные поверхности сетевых трубопроводов являются изначально достаточно шероховатыми. Указанная шероховатость является причиной неравномерного распределения напряжений в тонких поверхностных слоях стенки. Дополнительной причиной указанной неравномерности могут быть местные остаточные напряжения в металле труб, связанные с их изготовлением. Устранить эти дополнительные напряжения можно лишь специальной термообработкой труб и их шлифовкой. Однако эти операции для труб, идущих на изготовление трубопроводов тепловых сетей, как правило, не применяются. Воздействие повышенного внутреннего давления в совокупности с изгибающими нагрузками могут вывести металл в зонах с микроконцентраторами, имеющими случайное расположение, а также в зонах с макроконцентраторами (коленах, сварных соединениях, неподвижных опорах) за пределы текучести. Это означает возникновение в локальных зонах постоянного повышенного уровня напряжений как при наличии внутреннего давления, так и при его отсутствии (за счет появления остаточных деформаций). Известно, что при наличии коррозионно-активной среды, это приводит к большей скорости протекания коррозионных процессов (так называемой «коррозии под напряжением»). Чем более ярко выражены концентраторы напряжений, тем скорость коррозии в них выше. Кроме того, наличие особо благоприятных условий для протекания местной коррозии может привести к точно такому же результату.

Естественная защита трубопровода от коррозии осуществляется за счет возникновения на его поверхностях защитной пленки. Эта пленка может повреждаться как за счет воздействия на нее химически активной среды (изнутри и снаружи трубопровода), так и за счет деформаций, возникающих в трубопроводе под нагрузкой (например, при повышенных напряжениях). Если предположить, что механические свойства защитной пленки хуже, чем механические свойства основного металла, то гидравлические испытания повышенным давлением могут вызывать ее повреждения как по всей длине трубопровода, так и локально в зонах с повышенными напряжениями. С этой точки зрения каждое последующее проведение гидравлических испытаний будет увеличивать скорость протекания как общих, так и локальных коррозионных процессов.

Для количественной оценки возможного влияния степени шероховатости  поверхности трубы, а также механических свойств защитной пленки на надежность сетевых трубопроводов при гидравлических испытаниях в настоящее время, к сожалению, не хватает экспериментальных данных. Однако реальность этого предположения, подтвержденная другими исследованиями явления коррозии под напряжением, заставляет относиться к проведению гидроопрессовок повышенным давлением двояко: с одной стороны, - как к процедурам, надежно выявляющим элементы, находящиеся в состоянии предразрушения, с другой стороны, - как к процедурам, провоцирующим ускоренное развитие локальных коррозионных повреждений. Первое - очевидно, второе - требует экспериментального подтверждения и количественной оценки.

 

3. Планирование  ремонта

 

На все виды ремонта оборудования, зданий и сооружений сетей составляются перспективные планы, годовые и  месячные графики проведения работ.

Перспективные планы составляются предприятиями тепловых сетей сроком на 5 лет на основании заявок эксплуатационных районов, действующих нормативов и  состояния оборудования и включают капитальные ремонты.

Перспективные планы утверждаются предприятиями тепловых сетей и  до 1 марта предшествующего планируемому периоду года направляются в энергосистему.

К перспективному плану прилагается  график ремонтов на планируемый период.

Перспективный план служит основанием для планирования трудовых, материальных и финансовых ресурсов по годам.

В соответствии с перспективным  планом ремонта сетей предприятие  тепловых сетей передает соответствующим  проектным организациям задание  на проектирование и другие исходные материалы.

Годовой план ремонта составляется предприятием тепловых сетей на основании  перспективного плана, предложений  подразделений и с учетом фактического технического состояния сетей.

Состояние сетей определяется по анализу  повреждений, происшедших за время  их эксплуатации, данным анализа результатов  ежегодно выполняемых плановых и  внеплановых шурфовок, проведением  термографического обследования состояния  теплотрасс (с применением "тепловизора") и других методов диагностирования.

Подписанный предприятием тепловых сетей  годовой план ремонта сетей направляется в энергосистему, к годовому плану  прилагается график ремонта.

В соответствии с планом ремонта  сетей отделом (службой) по подготовке ремонтов с привлечением диспетчерской  службы, эксплуатационных районов и других отделов и служб предприятия тепловых сетей составляется сводный график отключений сетей на капитальный ремонт. Этот график утверждается энергосистемой.

В состав планово-предупредительного ремонта (ППР) систем отопления входят периодические осмотры и профилактические, текущие и капитальные ремонты  систем. Периодические осмотры проводятся по утвержденному плану через  определенные промежутки времени. Во время  осмотра устанавливают состояние  отопительных систем и степень необходимости  в капитальном или текущем  ремонте.

Капитальный ремонт систем центрального отопления и горячего водоснабжения  производится в сроки, установленные  для капитального ремонта зданий. В системе центрального отопления  теплопроводы и котлы после каждого  отопительного сезона или ремонта  промываются, заполняются водой  и в таком положении остаются до следующего отопительного сезона.

Профилактический ремонт выполняется  в процессе эксплуатации систем с  кратковременным отключением отдельных  элементов при ликвидации течей, мелком ремонте запорно-регулирующей арматуры, ремонте термоизоляции, окраске  трубопроводов, очистке конденсатоотводчиков, грязевиков, набивке сальников, смазке и т. п.

Текущий ремонт предполагает разборку отдельных узлов систем с заменой  отдельных деталей, вскрытие оборудования. Капитальный ремонт предусматривает  полное восстановление первоначальной характеристики систем с заменой  основных узлов, оборудования и деталей. Объемы работ по текущему и капитальному ремонту устанавливаются на основании  дефектной ведомости.

Проектирование капитального ремонта  с возможностью модернизации отдельных  элементов систем должно вестись  на стадии рабочей документации. При  проведении комплексного ремонта допускается  двухстадийное проектирование: проект и рабочая документация. Работы по капитальному ремонту должны выполняться индустриальным методом с предварительной заготовкой и сборкой узлов и элементов трубопроводов в заводских мастерских.

Заготовка из труб для систем отопления  доставляется из мастерских на объект собранной в транспортабельные  пакеты, снабженные биркой с указанием  изготовителя, номера заказа, стояка, этажа. Не соединенные с трубами и  узлами арматура, сгоны, а также хомутики, костыли, кронштейны, гильзы, прокладки, болты с гайками упаковываются  отдельно.

При подготовке к ремонтным работам  выбирается метод производства работ, составляется монтажный ППР, выдаются заказы на материалы, оборудование, монтажные  заготовки, механизмы, инструменты  и приспособления. Ремонтные работы систем отопления обычно выполняются  параллельным методом, т. е. одновременно со строительными работами по совмещенному графику.

При капитальном ремонте систем отопления подрядчик обязан устранить  все дефекты, выявленные в процессе эксплуатации и допущенные по его  вине. Трубы стальные, водогазопроводные  применяются для ремонта и  устройства внутренних систем отопления  при открытой и канальной прокладке. Легкие трубы обыкновенные, усиленные  и под накатку резьбы допускается  применять в системах при параметрах теплоносителя Р_раб до 1,0 МПа и температуре до 100°С при надземной прокладке или в каналах. Оцинкованные трубы применяются для ремонта и устройства систем горячего водоснабжения внутри зданий и сооружений.

 

 

 

 

 

 

5. Экономическая часть

 

Расход  отопительной воды на установку ГФУ-1 цеха №10 составляет 20 т/ч при температуре принятого теплоносителя 85⁰С и обратного 65⁰С.

1. Определяем требуемое количество отопительной воды для отопления всей установки ГФУ-1 Q, МВт, по формуле

 

Q=G₁(t_np - t_oбр)/1000,                                         (24)

 

где G₁ – расход отопительной воды кг/ч;

t_np – температура прямой отопительной воды °С;

t_oбр – температура обратной отопительной воды °С;

 

Q=20(85 - 65)/1000=0,465 МВт

Затраты для отопительной воды З_в, тыс. руб., составят, при стоимости 1 МВт отопительной воды 2080,41 руб.

 

0,465·2080,41=967,807 руб/ч

 

З_в=967,807·24·30·6=4180925 руб/ год=4180,925 тыс.руб.

 

2. При внедрении данного мероприятия  подогрев теплоносителя будет осуществляться выводимым с установки паровым  конденсатом с t_пр=100⁰C, t_oбр=63⁰C и G=8т/ч. Определяем количество тепла Q₁, МВт, при использовании пароконденсата по формуле

 

Q₁=G(t_np-t_oбр)/1000,                                      (25)

 

где G – расход парового конденсата, кг/ч;

t_np – температура прямого парового конденсата, °С;

t_oбр – температура обратного парового конденсата, °С;

 

Q = 8(100 – 63)/1000=0,344 МВт

 

3. Компенсация  недостающего тепла выделяемого  из пароконденсата будет осуществляться  путем подогрева отопительной  воды паром 4,5 атм в количестве 0,465–0,344=0,121 МВт.

Затраты на потребление  пара З_п, тыс. руб., 4,5 при его стоимости 700,5 рубля за 1 МВт составят

 

0,121·700,5=84,8 руб

 

З_п=84,8·24·30·6=366336 руб/год=366,336 тыс. руб.

 

4. Определяем ожидаемые затраты на внедрение Ф, тыс. руб.

Стоимость котла 284,4 тыс. руб.;

Стоимость монтажа 56,88 тыс. руб.;

Стоимость налога 28,44 тыс. руб.;

 

Ф=284,4+56,88+28,44=369,72 тыс. руб.

 

5. Определяем рост отчислений на амортизацию А, тыс. руб., по формуле

 

А=Ф·Н_а,                                           (26)

 

где Н_а – норма аммортизации, принимается 10%

А=369,72·10/100=36,972 тыс. руб.

 

6. Определяем налог на имущество Н, тыс. руб., по формуле

 

Н=Ф·N_a,                                                  (27)

 

где N_a – налоговая ставка, принимается 2,2%

 

Н=369,72·2,2/100=8,134 тыс. руб.

 

7. Определяем ожидаемый экономический эффект Эф, тыс. руб., по формуле

 

Эф=З_в–З_п–А–Н,                                            (28)

 

Эф=4180,925–366,336 –36,972–8,134=769,483 тыс. руб.

 

8. Определяем  прибыль П, тыс. руб., по формуле

 

П=Эф – (Эф·20/100),                                      (29)

 

П=769,483 - (769,483·20/100)=615,586 тыс. руб.

 

Вывод: таким образом, ожидаемый экономический эффект от внедрения мероприятия «Перевод установки ГФУ-1 на собственную систему отопления» составит 769,483 тыс. руб., а прибыль составит 615,586 тыс.руб.

 

 

 

Заключение

 

Открытые системы теплоснабжения – системы, в которых происходит водоразбор горячей воды для нужд потребителя непосредственно из теплосети. При этом водоразбор может  быть частичным или полным. Оставшаяся в системе горячая вода используется для отопления и вентиляции. Расход воды в теплосети при этом компенсируется дополнительным количеством воды, подающимся в тепловую сеть. Основное преимущество открытой системы теплоснабжения –  ее экономическая выгода. В советский  период примерно 50% всех систем теплоснабжения были открытого типа.

Тепловой пункт оборудуется  приборами регулирования и учёта  расхода тепла. В тепловом пункте, обслуживающем потребителей пара, обычно размещаются редукционно-охладительные  установки, снижающие давление и  температуру пара до требуемых значений, и установки для сбора и  возврата конденсата в источник теплоснабжения. В тепловом пункте распределяющем горячую воду, расходуемую на коммунально-бытовые нужды, обычно устанавливается смесительное устройство, которое снижает температуру поступающей из тепловой сети воды до значения, предусмотренного, например, в системе отопления. Наибольшее распространение в качестве смесительных устройств получили водоструйные элеваторы (эжекторы), применяются также центробежные насосы смешения.

Назначение тепловых сетей - соединение источников тепла с местами его  потребления. Наружными тепловыми  сетями (при централизованном теплоснабжении) называют сети, соединяющие источник тепла с пунктами, распределяющими  тепло, в отличие от теплопроводов, прокладываемых внутри зданий и называемых теплопроводами внутренней разводки.